流媒体服务器的构建与维护.doc

课程设计任务书 学年第 学期专业： 学号： 姓名： 课程设计名称：计算机网络课程设计 课程设计题目：流媒体服务器的构建与维护 完成期限：自 年 月 日至 年 月 日共 周设计目的：为了更好的满足人们在上网时对于视音频文件的需求，实现人们对于视音频文件的采集和操作，解决传统上网时必须将视音频文件全部下载完成才能查看的弊端，通过构建与维护流媒体服务器能更好的解决这一问题。 功能要求：实现客户端访问流媒体服务器，能够快捷的进行视音频文件的添加和删除等操作。 一、设计的任务：根据流媒体技术近年来发展状况，设计构建与维护流媒体服务器，并画出网络拓扑结构图，通过具体调试验证。 二、进度安排： 序号阶段内容所需时间1布置任务及调研2天2系统分析与设计2天3报告撰写3天合 计7天三、主要参考资料： 1谢希仁.计算机网络(第五版)M.北京:电子工业出版社,2010.11 2孙力.流媒体技术与创作M.北京:中国青年出版社,2002.1 3贺雪晨.多媒体技术使用教程M.北京:清华大学出版社,2005.6 4张丽.流媒体技术大全M.北京:中国青年出版社,2006.1 5吴国勇.流媒体技术与运用M.北京:经济科学出版社,2006.1 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 年 月 日 摘 要为了解决用户在互联网上对于视音频文件的需求，基于流媒体这一当今重要的技术，通过构建流媒体服务器能更好的满足用户的需求。本设计就是运用流媒体技术，研究了如何去构建流媒体服务器，以及如何维护管理，使其更好的服务用户对于视音频文件的需要。关键词：互联网 流媒体服务器 构建 维护 目 录1 绪 论11.1 研究背景11.2 流媒体发展现状11.3 应用前景22 流媒体概述32.1 流媒体的定义32.2 流媒体的技术特征32.3 流媒体的传输实现43流媒体服务器构建与维护53.1 网络拓扑结构图53.2 构建流媒体服务器63.3 调试验证及维护8结 论10参考文献11课程设计（论文）说明书1 绪 论1.1 研究背景 流媒体是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，流媒体技术就是把连续的视音频信息经过压缩处理后存放到网站服务器，让用户随时在线试听的网络传输技术1。流媒体实现的关键技术就是流式传输，流式传输主要指将整个音频和视频等多媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包，由视频服务器向用户顺序或实时传送。用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需要经过几秒的启动延时即可对压缩的多媒体文件解压后进行播放和观看2。此时多媒体文件的剩余部分将在后台服务器内继续下载。该技术先在电脑上创造一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网络实际连线速度小于所耗用资料的速度时，播放程序会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，也使得播放品质得以维持。流媒体信息服务与管理系统，综合了计算机、通信、多媒体、电视技术等多项现代化先进技术成果，具备高度的交互能力和网络带宽的自适应性，使其在各种领域有着广泛的应用前景，它可用于多媒体教学、网络电视、网络电台。互动式电视会议、电视购物、远程医疗、各类娱乐场所、宾馆可视化服务、广告宣传等领域。将成为人们工作、学习、休闲娱乐进入信息化时代的主要应用之一。1.2 流媒体发展现状Internet/Intranet上使用较多的流媒体技术主要有Real Networks公司的Real System，Microsoft公司的Windows Media Technology。它们是流媒体传输系统的主流技术。美国Real Networks公司是世界领先的网上流式音视频解决方案的提供者，提供从制作端、服务器端到客户端的所有产品。Real系统是支持流媒体技术的优秀系统，Real格式具有极高的压缩比和很好的传输能力，很适合在网络上进行信息发布。Real System由媒体内容制作工具Real Producer、服务器端RealServer、客户端软件（Client Software）三部分组成，其流媒体文件包括Real Audio，Real Video，Real Presentation和RealFlash4类文件，分别用于传送不同的文件。服务器端的Real Server，是一个卓越的跨平台流媒体服务器，具有强大的网络管理功能，支持广泛的媒体格式，支持最大量的互联网用户群与流媒体商业模式。其所采用的Sure Stream（自适应流）技术是Real Networks公司具有代表性的技术，它能自动地并持续地调整数据流的流量以适应实际应用中的各种不同网络带宽需求，轻松实现视音频和三维动画的回放。流媒体领域的巨大市场前景使得众多厂商倾力投入其中，微软公司近年来也在此领域展开了激烈的竞争。目前，微软公司已经将 Windows Media技术捆绑在Windows 2000中。微软公司推出的Windows Media技术以其方便性、先进性、集成性、低费用等特点，逐渐被人们所认识。随着流媒体的广泛应用，微软推出了一整套的流媒体制作、发布和播放产品，其服务器端的Windows Media Server产品集成在Windows 2000 Server中。 在广电领域，MPEG4标准有着强劲的发展势头，被应用于HDTV，IPTV等领域。1.3 应用前景由于宽带接入技术、媒体压缩技术的发展，以及宽带多媒体业务需求的增加，未来几年内，流媒体业务将保持强劲的增长势头，具有广阔的市场前景。宽带接入社区后，必然要有丰富的服务内容、多样化的服务种类、也会有更具个性化的服务需求。因此我国目前迫切需要开发新的宽带应用以推动宽带网的发展，而流媒体技术便是一种非常好的宽带应用技术，它可以广泛应用于互联网、多媒体新闻发布等互联网的信息服务领域。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，数字媒体改变着传统信息的传播方式，迅速成为人们生活中实实在在不可或缺的“第四媒体”，从而成为未来网络发展的全新推动力3。 2 流媒体概述2.1 流媒体的定义流媒体（Streaming Media）是应用流技术在Internet/Intranet网络上传输的多媒体文件，如音频、视频和其它多媒体文件。其特点就是“边下载边播放”（streaming and playing）而流媒体技术就是把连续的视音频信息经过压缩处理后存放到网站服务器，让用户随时在线视听的网络传输技术4。与传统的单纯的下载相比较，流媒体具有明显的优点：传统的播放技术是由客户端从服务器下载完整的文件，然后进行播放；流媒体技术则采用了流式传输方式，将整个多媒体文件解析成多个数据包，向客户端实时地传送，所以用户无须等待整个文件下载完毕，可以一边解码播放前面传送过来的数据包，一边下载后续的数据包，从而节省了用户的时间。由于流文件往往小于原始文件的数据量，并且用户也不需要将全部流文件下载到硬盘，从而节省了大量的磁盘空间；采用了RTP/RTCP、RSTP等实时传输协议，更加适合动画、视音频在网上的实时传输。 流式传输时，声音、影像或动画等多媒体信息由流媒体服务器向用户计算机连续、实时传送，它首先在使用者端的电脑上创建一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当多媒体信息在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。如果网络连接速度小于播放的多媒体信息需要的速度时，播放程序就会取用先前建立的一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，使得播放品质得以维持。 流式传输除了能够发送已经制作完成的文件外，还可以通过采集服务器实时采集现场音视频，推送到流媒体服务器端，实时提供给用户。因此，流媒体除了能够更好的承担如下载一样的多媒体点播服务外，更能够应用在现场直播、电视转播、突发事件报道等多种对实时性传输要求较高的领域。2.2 流媒体的技术特征 流媒体主要技术特征是流式传播。流式传播指通过网络传送媒体（如视频、音频等）技术总称。特定含义为通过网络将流媒体内容传送到客户机，两种方法实现：顺序流式传输（Progressive Streaming）和实时流式传输（Real-time Streaming）5。1、 顺序流式传输顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能直接观看还未下载的部分，顺序流式传输不像实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需其他特殊协议，被称作HTTP流式传输。2、实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就不会停止，但实际上，可能发生周期暂停。2.3 流媒体的传输实现流式传输的实现需要合适的传输协议。TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据。1、实时传输协议RTP与RTCP实时传输协议（Real-time Transport Protocol ，RTP），一种用于Internet上针对于多媒体数据流的一种传输协议。RTP被定义为在一对一或一对多的传说情况下工作，它提供时间标志、序列号以及其他能够保证在实时数据传输时处理时间的方法，目的是提供时间信息和实现流同步，RTP依靠RVSP保证服务质量标准。实时传输控制协议（Real-time Transport Control Protocol， RTCP），和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中包含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，他们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。2、实时流协议RTSPRTSP（Real Time Streaming Protocol）定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP是由Real Network和Netscape共同提出的，他在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTP传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机发出，服务器作出相应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。3、资源预订协议RSVPRSVP（Resource Reserve Protocol）是Internet上的资源预订协议。使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度长为流媒体的传输提供Q0S.4、MMS协议Microsoft Media服务器（MMS）协议是Microsoft为Windows Media Services的早期版本开发的专有流式媒体协议。单播流方式传递内容时，可使用MMS协议。此协议支持快进、倒退、退回、暂停、启动和停止索引数字媒体文件等播放机控制操作。3流媒体服务器构建与维护3.1 网络拓扑结构图图3.1流媒体服务器的网络拓扑结构图3.2 构建流媒体服务器1、打开“管理工具”“管理您的服务器”，如图3.2所示。图3.2 开始界面选择2、“添加删除角色”“下一步”“流媒体服务器”，如图3.3所示。 图3.3 配置服务器向导3、打开Windows Media Servers管理控制台右击发布图标，选择“添加发布（向导）命令”，并为发布点起名，如图3.4所示。图3.4 配置发布点及其名称4、“选择发布内容”“选择目录中的文件”“下一步”，如图3.5所示。图3.5 添加发布点向导5、选择“点播式发布”“下一步”，如图3.6所示。图3.6 选择点播发布点6循环视频目录内容，如图3.7 图3.8所示。图3.7 配置循环播放目录图3.8 选择循环播放或者无序播放模式3.3 调试验证及维护1、从客户端访问流媒体服务器。在客户端上选择开始所有程序附件娱乐Windows Media Player命令启动Windows媒体播放器，如图3.9图3.10所示。图3.9 客户端访问流媒体服务器图3.10 流媒体服务器界面2、单机”打开”，通过对流媒体服务器进行具体操作以维护，保证视音频文件的添加及删除能满足需求，至此便完成了添加或删除等操作。如图3.11所示。图3.11 添加和删除视音频文件总 结作为新一代互联网应用的标志，流媒体技术必将会日趋成熟，成为未来用户上网获取视音频文件的重要途径。本设计实现了流媒体服务器的构建与维护，实现了视音频